CN107773255B - 驾驶员身体状况检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及驾驶员身体状况检测装置及驾驶员身体状况检测方法，所述驾驶员身体状况检测装置是检测驾驶车辆的驾驶员的身体状况的装置，其包括：车辆检测部，检测车辆在行驶中的运行变化；驾驶员检测部，检测驾驶员的动作变化；运算部，运算所述驾驶员的动作变化相对于所述车辆在行驶中的运行变化的跟随程度；身体状况判定部，根据所述跟随程度，执行判定驾驶员的身体状况是否异常的判定处理。由此，能够在异常状态发展之前的早期阶段检测驾驶员身体状况的异常。

Description

驾驶员身体状况检测装置

技术领域

本发明涉及一种检测驾驶员的身体状况的驾驶员身体状况检测装置及驾驶员身体状况检测方法。

背景技术

驾驶过程中驾驶员的身体状况发生突变是交通事故致死的原因之一。驾驶员身体状况突变的因素中包含脑血管疾病及心脏疾病等各种疾病，因身体状况突变而无法继续驾驶时的驾驶员的状态并不一定。以往已知有对驾驶员身体状况的突变进行检测的技术(例如参照日本专利公开公报特开2015-021912号(以下简称为专利文献))。上述专利文献所记载的技术中，根据驾驶员的驾驶姿势来推断驾驶员的异常，检测身体状况恶化的征兆。

一般来说，驾驶员的驾驶姿势自身显现出较大的变化时，大多是在异常状态发展到一定程度后的阶段。然而，为了确保驾驶员的安全，有必要在异常状态发展之前的早期阶段检测出驾驶员身体状况的异常。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在异常状态发展之前的早期阶段检测驾驶员身体状况的异常的技术。

本发明的一个方面所涉及的驾驶员身体状况检测装置是检测驾驶车辆的驾驶员的身体状况的装置，其包括：车辆检测部，检测所述车辆在行驶中的运行变化；驾驶员检测部，检测所述驾驶员的动作变化；运算部，运算所述驾驶员的动作变化相对于所述车辆在行驶中的运行变化的跟随程度；身体状况判定部，根据所述跟随程度，执行判定所述驾驶员的身体状况是否异常的判定处理。

该装置中，由于根据相对于车辆的行驶中的运行变化的驾驶员的动作变化的跟随程度，执行判定驾驶员的身体状况是否异常的判定处理，因此，能够在异常状态发展之前的早期阶段检测驾驶员的身体状况的异常。

本发明的另一个方面所涉及的驾驶员身体状况检测方法是利用驾驶员身体状况检测装置来检测驾驶车辆的驾驶员的身体状况的方法，其包括以下步骤：车辆检测步骤，检测所述车辆在行驶中的运行变化；驾驶员检测步骤，检测所述驾驶员的动作变化；运算步骤，运算所述驾驶员的动作变化相对于所述车辆在行驶中的运行变化的跟随程度；身体状况判定步骤，根据所述跟随程度，执行判定所述驾驶员的身体状况是否异常的判定处理。

该方法中，在运算步骤中运算相对于车辆的行驶中的运行变化的驾驶员的动作变化的跟随程度。在身体状况判定步骤中，根据跟随程度，执行判定驾驶员的身体状况是否异常的判定处理。在驾驶员的身体状况开始变得异常的阶段，由于驾驶员的颈部或上半身的肌肉力量下降，因此，相对于车辆的行驶中的运行变化的驾驶员的动作变化的跟随程度，与身体状况正常时有所不同。因此，根据该方法，能够在异常状态发展之前的早期阶段检测驾驶员身体状况的异常。

附图说明

图1是概略地表示搭载有第一实施方式的驾驶员身体状况检测装置的车辆的构成的方框图。

图2是概略地表示由座椅传感器测出的就座于驾驶员座椅的驾驶员的压力分布的一个例子的图。

图3的(A)、(B)是概略地表示车辆的左右方向上的加速度的时间数据、由重心位置运算部存储于存储器的驾驶员的重心位置的时间数据、以及这些时间数据的相互关联的一个例子的图。

图4的(A)、(B)是概略地表示车辆的左右方向上的加速度的时间数据、由重心位置运算部存储于存储器的驾驶员的重心位置的时间数据、以及这些时间数据的相互关联的一个例子的图。

图5是概略地表示第一实施方式的驾驶员身体状况检测装置中的车辆加速度的取得步骤的一个例子的流程图。

图6是概略地表示第一实施方式的驾驶员身体状况检测装置中的运算时间滞后的学习值的步骤的一个例子的流程图。

图7是概略地表示第一实施方式的驾驶员身体状况检测装置中对驾驶员的身体状况进行判定的步骤的一个例子的流程图。

图8是概略地表示搭载有第一实施方式的驾驶员身体状况检测装置的车辆的与图1不同的构成的方框图。

图9是概略地表示图8的构成中对驾驶员的身体状况进行判定的步骤的一个例子的流程图。

图10是概略地表示搭载有第二实施方式的驾驶员身体状况检测装置的车辆的构成的方框图。

图11是概略地表示车辆的左右方向上的运行的加速度的时间变化与驾驶员的头部的左右方向上的动作的加速度的时间变化的图。

图12是概略地表示车辆的左右方向上的运行的加速度的时间变化与驾驶员的头部的左右方向上的动作的加速度的时间变化的图。

图13是概略地表示车辆的左右方向上的加速度的时间数据与驾驶员的头部的左右方向上的加速度的时间数据的一个例子的图。

图14是概略地表示车辆的左右方向上的加速度的时间数据与驾驶员的头部的左右方向上的加速度的时间数据的一个例子的图。

图15是概略地表示第二实施方式的驾驶员身体状况检测装置中的驾驶员的头部加速度的取得步骤的一个例子的流程图。

图16是概略地表示第二实施方式的驾驶员身体状况检测装置中的运算时间滞后的学习值的步骤的一个例子的流程图。

图17是概略地表示第二实施方式的驾驶员身体状况检测装置中对驾驶员的身体状况进行判定的步骤的一个例子的流程图。

图18是概略地表示搭载有第二实施方式的驾驶员身体状况检测装置的车辆的与图10不同的构成的方框图。

图19是概略地表示图18的构成中对驾驶员的身体状况进行判定的步骤的一个例子的流程图。

具体实施方式

〈本发明所涉及的一实施方式的着眼点〉

首先说明本发明所涉及的一实施方式的着眼点。本发明的发明人在进行了各种实验的过程中发现了如下的情况：驾驶员的身体状况在正常时和异常时，驾驶员相对于车辆的运行变化的驾驶员的动作变化的跟随程度存在差异。

具体而言，当车辆的运行变化时，驾驶员的动作也跟随车辆的运行变化而变化。由于驾驶员的动作变化响应车辆的运行变化，因此，相对于车辆的运行变化，驾驶员的动作变化滞后。上述的“跟随程度”表示驾驶员的动作变化相对于车辆的运行变化的滞后程度。

有关该跟随程度的差异，本发明的发明人解释为如下。即，在从直线道路进入弯道时，身体状况正常的驾驶员预料车辆会被左右方向上的加速度所作用，因此，会用颈部或上半身的肌肉力量来对抗车辆的左右方向上的加速度CA。结果，相对于车辆的运行变化的驾驶员的动作变化的跟随程度下降。

与之相对，当驾驶员的身体状况不佳时，因若干程度的意识减弱而会导致特别是颈部的肌肉力量下降，结果上半身的肌肉力量下降。因此，相对于车辆的运行变化的驾驶员的动作变化的跟随程度上升。此处，“车辆的左右方向”是指在水平面内与车辆的前后方向正交的方向。换句话说，“车辆的左右方向”是在水平面内与正在行驶于直线道路的车辆的行进方向正交的方向。“车辆的左右方向”也可称为“车宽方向”或“车辆的横向”。

下面，为了模拟身体状况不佳的驾驶员，而让被阻碍了视觉及听觉的被测试者就座于副驾驶席来实施实验。由于被阻碍了视觉及听觉，因此在进入弯道时，被测试者无法预料车辆会被左右方向上的加速度CA所作用。因此，难以用颈部或上半身的肌肉力量来对抗车辆的左右方向上的加速度CA。这样，便模拟出颈部或上半身的肌肉力量下降了的身体状况不佳的驾驶员。

根据如上所述的考察，本发明的发明人发现通过调查相对于车辆的运行变化的驾驶员的动作的跟随程度，能够早期地发觉驾驶员的身体状况不佳。

〈实施方式〉

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在各图中，对相同要素附上相同符号，并适当地省略其说明。

〈第一实施方式〉

图1是概略地表示搭载有第一实施方式的驾驶员身体状况检测装置的车辆的构成的方框图。车辆10例如是四轮汽车。如图1所示，车辆10包括加速度传感器102、座椅传感器103、警报声发生器201、警报灯202、电子控制单元(ECU)300。

加速度传感器102(车辆检测部的一例)检测车辆10的例如正交三轴方向的加速度。加速度传感器102将所测出的车辆10的加速度输出给ECU300。座椅传感器103(驾驶员检测部的一个例子)被设置于驾驶员座椅的座面部。座椅传感器103例如包含32×32个压电元件，用于检测就座于驾驶员座椅的驾驶员的压力分布。座椅传感器103将检测数据输出给ECU300。

警报声发生器201例如包含电子蜂鸣器，向驾驶员发出警报声。警报灯202例如包含发光二极管，向驾驶员显示警报。另外，警报灯202不限于专用的灯，也可以是兼用作使仪表板的仪表等闪烁的警报灯。

ECU300控制整个车辆10的动作。ECU300包含存储器310、中央运算处理装置(CPU)320及其他的周边电路。存储器310例如由闪存等半导体存储器、硬盘或其他的存储元件构成。存储器310包含存储程序的存储器、暂时存储数据的存储器等。存储器310也可以由单一的存储器构成，该单一的存储器包括存储程序的区域、暂时存储数据的区域等。

CPU320根据存储器310所存储的程序而工作，由此，作为加速度控制部321、身体状况判定部322、警报控制部325、压力数据取得部351、重心位置运算部352、相互关联运算部361以及学习值控制部362而发挥功能。

加速度控制部321每隔预先设定的时间(例如100msec)，根据从加速度传感器102输出的车辆10的例如正交三轴方向的加速度数据而取得车辆10的运行的左右方向上的加速度。加速度控制部321将预先设定的时间量(在本实施方式中为例如10秒期间)的车辆10的运行的左右方向上的加速度的时间数据存储于存储器310。在例如预先设定的时间为10秒期间而且每隔100msec从加速度传感器102取得加速度数据的情况下，便有100个加速度的时间数据存储于存储器310。

压力数据取得部351取得从座椅传感器103输出的各压电元件的压力数据。压力数据取得部351将所取得的压力数据输出给重心位置运算部352。重心位置运算部352利用来自压力数据取得部351的压力数据来运算驾驶员的在车辆10的左右方向上的重心位置。重心位置运算部352将预先设定的时间量的驾驶员的重心位置的数据存储于存储器310。该实施方式中，预先设定的时间例如为10秒期间。

图2是简略地表示由座椅传感器103所测出的就座于驾驶员座椅的驾驶员的压力分布的一个例子的图。图2中表示了压力值相等的等压线。图2中较稠密的等压线的中心位置的压力值为最高。

座椅传感器103将各压电元件的坐标和压力值的组例如作为串行数据而输出给ECU300。压力数据取得部351对所接受的串行数据进行加工，将各压电元件的坐标和压力值的组输出给重心位置运算部352。重心位置运算部352从各压电元件的坐标和压力值的组运算驾驶员的在车辆10的左右方向(图2中为X轴方向)上的重心位置。重心位置运算部352运算驾驶员的重心位置，以作为例如从X轴的原点开始的距离。

返回到图1，相互关联运算部361(运算部的一例)计算由加速度控制部321存储于存储器310的车辆10的左右方向上的加速度的时间数据与由重心位置运算部352存储于存储器310的驾驶员的重心位置的时间数据之间的相互关联。相互关联通过使卷积两个函数(本实施方式中为表示车辆10的左右方向上的加速度的时间数据的函数和表示驾驶员的重心位置的时间数据的函数)的卷积式中一方的函数的信号排列顺序逆转来进行卷积而求得。相互关联运算部361根据所求得的相互关联来运算时间滞后。

图3的(A)、(B)和图4的(A)、(B)是简略地表示车辆10的左右方向上的加速度的时间数据、由重心位置运算部352存储于存储器310的驾驶员的重心位置的时间数据、以及这些时间数据的相互关联的一个例子的图。图3的(A)和图4的(A)表示车辆10的左右方向上的加速度CA的时间数据和驾驶员的左右方向上的重心位置GC的时间数据。在图3的(A)和图4的(A)中，横轴表示时间[秒]，左侧的纵轴表示加速度[G]，右侧的纵轴表示重心位置[cm]。图3的(A)表示身体状况正常的驾驶员的情形，图4的(A)表示身体状况异常的驾驶员的情形。

图3的(B)和图4的(B)表示了图3的(A)和图4的(A)所示的加速度CA的时间数据与重心位置GC的时间数据之间的相互关联MC。在图3的(B)和图4的(B)中，横轴表示时间滞后，纵轴表示相关值的大小。

图3的(B)中，相关值的峰值接近(-1)，因此表示存在着负的相关，相关值的峰值相对于时间滞后「0」而偏离，因此表示存在着时间滞后TD。图4的(B)中，相关值的峰值接近(-1)，因此表示存在着负的相关，时间滞后「0」与相关值的峰值相一致，因此表示没有时间滞后。

如图3的(A)和图4的(A)所示，在直线道路上行驶的车辆10进入到弯道时，车辆10的左右方向上的加速度增大，与该加速度的增大相应地，驾驶员的左右方向上的重心位置发生移动。身体状况正常的驾驶员在车辆10的左右方向上的加速度增大时，为了不因该加速度的增大而被妨碍视野，其会使上半身发力来维持良好的视野。因此，如图3的(B)所示那样，在加速度CA的时间数据与重心位置GC的时间数据的相互关联MC上，便会产生时间滞后TD。换句话说，相对于车辆10的行驶中的运行变化的驾驶员的动作变化的跟随程度低。

对此，身体状况不佳的驾驶员在车辆10的左右方向上的加速度增大时，由于上半身难以发力，因此，其重心位置会对应于加速度的增大而移动。其结果，如图4的(B)所示，相对于加速度CA的时间数据，几乎不发生重心位置GC的时间数据上的时间滞后。换句话说，相对于车辆10的行驶中的运行变化的驾驶员的动作变化的跟随程度高。

返回到图1，学习值控制部362在从车辆10的点火开关开启起经过预先设定的时间为止的期间，将驾驶员的身体状况视为正常，在此期间得到的加速度CA的时间数据与重心位置GC的时间数据的相互关联的时间滞后的平均值作为学习值而被存储于存储器310。

身体状况判定部322对车辆10的左右方向上的加速度CA的时间数据与驾驶员的重心位置GC的时间数据的相互关联的时间滞后、和存储器310所存储的学习值进行比较，并根据所比较的结果来判定驾驶员的身体状况是否异常。具体来说，若加速度CA的时间数据与重心位置GC的时间数据的相互关联的时间滞后为学习值的K1倍以下，则身体状况判定部322判定驾驶员的身体状况为异常。常数K1为不足1的值，本实施方式中，其例如被设定为K1＝0.5。身体状况判定部322在判定驾驶员的身体状况为异常后，将驾驶员的身体状况为异常这一情况通知警报控制部325。

身体状况判定部322仅在车辆10的左右方向上的运行的加速度为预先设定的加速度阈值ACth以上时，才判定驾驶员的身体状况是否异常。其理由在于当车辆10的左右方向上的运行的加速度较小时，在驾驶员正常时与驾驶员异常时之间，加速度CA的时间数据与重心位置GC的时间数据的相互关联的时间滞后上不会产生显著差异。在该实施方式中，其例如被设定为ACth＝0.1[G]。

警报控制部325在由身体状况判定部322通知了驾驶员的身体状况异常后，使警报声发生器201工作，并且使警报灯202闪烁，从而引起驾驶员注意。警报控制部325例如也可以使制动器工作而使车辆10减速或停止，或者控制方向盘而使车辆10移动至路崖，以帮助驾驶员驾驶。

图5是概略地表示第一实施方式的驾驶员身体状况检测装置中的车辆加速度的取得步骤的一例的流程图。图5的流程每隔预先设定的时间(例如100msec)而被执行。在步骤S2500中，加速度控制部321根据从加速度传感器102输出的车辆10的例如正交三轴方向的加速度数据，取得车辆10的左右方向上的运行的加速度。在步骤S2510中，加速度控制部321将预先设定的时间量(在本实施方式中例如为10秒期间)的车辆10的左右方向上的运行的加速度的时间数据存储于存储器310。即，加速度控制部321在取得新的加速度数据后，从存储器310中删除最旧的加速度数据，将预先设定的时间量的加速度数据存储于存储器310。之后，图5的处理结束。

图6是概略地表示第一实施方式的驾驶员身体状况检测装置中的运算时间滞后的学习值的步骤的一例的流程图。图6的流程每隔预先设定的时间(例如100msec)而被执行。

在步骤S2600中，压力数据取得部351从座椅传感器103取得压力数据。在步骤S2610中，重心位置运算部352运算驾驶员的左右方向上的重心位置。重心位置运算部352将预先设定的时间量的驾驶员的重心位置的时间数据存储于存储器310。

在步骤S2620中，学习值控制部362判定从车辆10的点火开关开启起是否经过了预先设定的时间。

若从车辆10的点火开关开启起未经过预先设定的时间(步骤S2620中为“否”)，则处理前进至S2630。另一方面，若从车辆10的点火开关开启起经过了预先设定的时间(步骤S2620中为“是”)，则图6的处理结束。即，若步骤S2620中为“否”，则将驾驶员的身体状况视为正常，处理前进至步骤S2630，进行求取学习值的处理。另一方面，若步骤S2620中为“是”，则不进行求取学习值的处理而结束图6的处理。

在步骤S2630中，相互关联运算部361根据存储器310所存储的重心位置的时间数据和车辆加速度的时间数据运算相互关联，算出相互关联的峰值的时间滞后。在步骤S2640中，学习值控制部362将所算出的时间滞后的平均值作为学习值存储于存储器310。之后，图6的处理结束。

图7是概略地表示第一实施方式的驾驶员身体状况检测装置中对驾驶员的身体状况进行判定的步骤的一例的流程图。图7的流程每隔预先设定的时间(例如100msec)而被执行。

在步骤S2700中，身体状况判定部322从存储器310中取得存储器310所存储的车辆10的左右方向上的加速度的时间数据(在本实施方式中，例如为10秒期间的数据)中的最新的加速度CAn。在步骤S2710中，身体状况判定部322判定所取得的车辆的左右方向上的最新的加速度CAn的绝对值是否为加速度阈值ACth以上。若车辆的左右方向上的最新的加速度CAn的绝对值不足加速度阈值ACth(步骤S2710为“否”)，则图7的处理结束。另一方面，若车辆的左右方向上的最新的加速度CAn的绝对值为加速度阈值ACth以上(步骤S2710中为“是”)，则处理前进至步骤S2720。

如上所述，在本实施方式中，例如ACth＝0.1[G]。另外，例如在图3的(A)中，时刻t1是车辆的左右方向上的加速度CA的绝对值为0.1[G]以上的时刻。时刻t2是之后，车辆的左右方向上的加速度CA的绝对值为不足0.1[G]的时刻。时刻t3是之后，车辆的左右方向上的加速度CA的绝对值为0.1[G]以上的时刻。时刻t4是之后，车辆的左右方向上的加速度CA的绝对值为不足0.1[G]的时刻。

因此，例如在图3的(A)中，在从最初到时刻t1为止的期间，步骤S2710中为“否”，图7的处理结束。之后，在从时刻t1到时刻t2为止的期间、以及从时刻t3到时刻t4为止的期间分别为在步骤S2710中为“是”，处理前进至步骤S2720。

另外，例如在图4的(A)中，时刻t11是车辆的左右方向上的加速度CA的绝对值为0.1[G]以上的时刻。时刻t12是之后，车辆的左右方向上的加速度CA的绝对值为不足0.1[G]的时刻。时刻t13是之后，车辆的左右方向上的加速度CA的绝对值为0.1[G]以上的时刻。时刻t14是之后，车辆的左右方向上的加速度CA的绝对值为不足0.1[G]的时刻。

因此，例如在图4的(A)中，在从最初到时刻t11为止的期间，步骤S2710中为“否”，图7的处理结束。之后，在从时刻t11到时刻t12为止的期间、从时刻t13到时刻t14为止的期间分别为在步骤S2710中为“是”，处理前进至步骤S2720。

返回到图7，在步骤S2720中，相互关联运算部361根据重心位置的时间数据和车辆加速度的时间数据计算相互关联，算出相关值的峰值的时间滞后。在步骤S2730中，身体状况判定部322从存储器310取得存储器310所存储的时间滞后的学习值。

在步骤S2740中，身体状况判定部322判定步骤S2720中所算出的时间滞后是否为步骤S2730中所取得的学习值的K1倍以下。若所算出的时间滞后大于学习值的K1倍(步骤S2740中为“否”)，则图7的处理结束。若所算出的时间滞后为学习值的K1倍以下(步骤S2740中为“是”)，则处理前进至步骤S2750。

在步骤S2750中，身体状况判定部322判定驾驶员的身体状况为异常，并将该情况通知警报控制部325。在步骤S2760中，警报控制部325使警报声发生器201及警报灯202工作，告知驾驶员身体状况异常，图7的处理结束。

如上所述，在第一实施方式中，相互关联运算部361根据重心位置的时间数据和车辆加速度的时间数据计算相互关联，算出相关值的峰值的时间滞后。若时间滞后为学习值的K1倍以下，则身体状况判定部322判定驾驶员的身体状况为异常。若驾驶员的身体状况不佳，则其颈部或上半身的肌肉力量会因若干程度的意识减弱而下降，上半身难以发力，因此，车辆10的左右方向上的加速度增大时，驾驶员的重心位置会跟随此而移动。其结果，相对于车辆的加速度CA的时间数据，几乎不发生驾驶员的重心位置GC的时间数据上的时间滞后。因此，根据该第一实施方式，能够在驾驶员身体状况的异常状态发展之前的早期阶段检测驾驶员身体状况的异常。

另外，在该第一实施方式中，学习值控制部362在从车辆10的点火开关开启起至经过预先设定的时间为止的期间将驾驶员的身体状况视为正常，并且将此期间所获得的时间滞后的平均值作为学习值存储于存储器310。这样，每当车辆10的点火开关开启时都求出学习值，从而能够获得适合于该驾驶员的学习值。因此，根据该第一实施方式，能够准确地判定驾驶员身体状况的好坏。

此外，上述第一实施方式中，将相互关联的时间滞后与学习值进行比较，不过，本发明并不限定于此。例如也可以将相互关联的时间滞后与预先设定的判定阈值进行比较。

图8是简略地表示搭载有上述第一实施方式的驾驶员身体状况检测装置的车辆的与图1不同的构成的方块图。图8的CPU320不具备图1的CPU320所具备的学习值控制部362。若相互关联的时间滞后为存储器310所预先保存的判定阈值以下，则图8的身体状况判定部322判定驾驶员的身体状况为异常。判定阈值例如通过实验预先求出，并预先存储于存储器310。判定阈值例如可以为3秒左右。

图9是简略地表示在图8的构成中判定驾驶员的身体状况的步骤的一个例子的流程图。图9的流程每隔预先设定的时间(例如100msec)而被执行。

图9的步骤S2700、S2710、S2720与图7的步骤S2700、S2710、S2720相同。在步骤S2720的后续的步骤S2900中，身体状况判定部322从存储器310取得时间滞后的判定阈值。

在步骤S2910中，身体状况判定部322判别步骤S2720中所算出的时间滞后是否为判定阈值以下。若所算出的时间滞后大于判定阈值(步骤S2910中为“否”)，则图9的处理结束。若所算出的时间滞后为判定阈值以下(步骤S2910中为“是”)，则处理前进到步骤S2750。步骤S2750、S2760分别与图7的步骤S2750、S2760相同。

这样，通过将相互关联的时间滞后与预先设定的判定阈值进行比较，也能够与上述第一实施方式同样地在驾驶员身体状况的异常状态发展之前的早期阶段检测驾驶员身体状况的异常。

〈第二实施方式〉

图10是概略地表示搭载有第二实施方式的驾驶员身体状况检测装置的车辆的构成的方框图。在第一实施方式中，利用驾驶员的重心位置的时间数据来判定驾驶员的身体状况，而在该第二实施方式中，利用驾驶员头部的加速度的时间数据来判定驾驶员的身体状况。

第二实施方式的车辆10包括摄像机101、加速度传感器102、警报声发生器201、警报灯202、ECU300。

摄像机101(驾驶员检测部的一例)以使摄像机101的光轴朝向车辆10的驾驶员座椅的方式而被安装于车辆10室内的例如驾驶席前方的车顶。摄像机101从前方拍摄车辆10的驾驶员，以拍摄驾驶员的头部在左右方向上的动作。摄像机101例如每隔1/60秒将拍摄到的帧图像输出至ECU300。也可以取代此方式，而将摄像机101以摄像机101的光轴朝向车辆10的驾驶员座椅的方式安装于车辆10室内的驾驶员座椅上方的车顶。另外，还可以将多个摄像机以各个摄像机的光轴朝向车辆10的驾驶员座椅的方式安装于车辆10室内的车顶等。摄像机101只要以能够拍摄车辆10的驾驶员头部的左右方向上的动作的方式安装于车辆10的室内便可。

在第二实施方式中，CPU320根据存储器310所存储的程序而工作，由此，作为加速度控制部321、身体状况判定部322、加速度运算部323、头部检测部324、警报控制部325、相互关联运算部361，学习值控制部362而发挥功能。

头部检测部324从摄像机101所拍摄到的帧图像例如通过模板匹配来检测驾驶员的头部。头部检测部324针对每一帧图像，将摄像机101的拍摄范围内的驾驶员头部的例如中心的位置坐标存储于存储器310。头部检测部324将预先设定的时间量的驾驶员头部的位置坐标的时间数据存储于存储器310。在预先设定的时间例如为1秒期间而且每隔1/60秒从摄像机101输出帧图像的情况下，便有60个驾驶员头部的位置坐标的时间数据存储于存储器310。

加速度运算部323利用存储器310所存储的驾驶员头部的位置坐标的时间数据，运算驾驶员头部的左右方向上的动作的加速度。例如，加速度运算部323根据每个帧图像中的头部的位置坐标运算帧图像之间的移动距离，并根据运算的移动距离的每个帧图像的变化量运算加速度。加速度运算部323将预先设定的时间量的驾驶员头部的动作的加速度的时间数据存储于存储器310。如上所述，在预先设定的时间例如为1秒期间而且每隔1/60秒从摄像机101输出帧图像的情况下，便有60个驾驶员头部的动作的加速度的时间数据存储于存储器310。

身体状况判定部322针对车辆10的左右方向上的运行的加速度的变化，根据驾驶员头部的左右方向上的动作的加速度的变化是否产生了时间滞后，来判定驾驶员的身体情况是否为异常。

图11、图12是概略地表示车辆的左右方向上的运行的加速度的时间变化CA与驾驶员头部的左右方向上的动作的加速度HD的时间变化的图。图11表示驾驶员的身体状况正常的情形。图12表示驾驶员身体状况不佳的情形。

图11中的相对于车辆的加速度CA的变化的头部的加速度HD的变化的时间滞后为T1，图12中的相对于车辆的加速度CA的变化的头部的加速度HD的变化的时间滞后为T2，将两者进行比较时，T1>T2。

其理由如下。即，在驾驶员身体状况不佳的情况下，由于其颈部的肌肉力量下降，因而头部的加速度HD会跟随车辆的加速度CA的变化而变化，因此，时间滞后T2较小。换句话说，相对于车辆10的行驶中的运行变化的驾驶员的动作变化的跟随程度高。对此，在驾驶员身体状况正常的情况下，由于其会使颈部的肌肉发力来对抗车辆的加速度CA的变化，因而头部的加速度HD的变化的时间滞后T1较大。换言之，相对于车辆10的行驶中的运行变化的驾驶员的动作变化的跟随程度低。

返回到图10，身体状况判定部322仅在车辆10的左右方向上的运行的加速度为预先设定的加速度阈值ACth以上时，才判定驾驶员的身体状况是否异常。其理由在于当车辆10的左右方向上的运行的加速度较小时，在驾驶员正常时与驾驶员异常时之间，相对于车辆的加速度CA的变化的头部的加速度HD的变化的时间滞后上不会产生显著差异。在该实施方式中，其例如被设定为ACth＝0.1[G]。

相互关联运算部361计算由加速度控制部321存储于存储器310的车辆10的左右方向上的加速度的时间数据与由加速度运算部323存储于存储器310的驾驶员头部的左右方向上的加速度的时间数据之间的相互关联。相互关联如上述那样通过使卷积两个函数(本实施方式中为表示车辆10的左右方向上的加速度的时间数据的函数和表示驾驶员头部的左右方向上的加速度的时间数据的函数)的卷积式中一方的函数的信号排列顺序逆转来进行卷积而求得。相互关联运算部361根据所求得的相互关联来运算时间滞后。

图13、图14是概略地表示车辆的左右方向上的加速度CA的时间数据与驾驶员头部的左右方向上的加速度HD的时间数据的一例的图。在图13、图14中，横轴表示时间[秒]，左侧的纵轴表示头部的加速度[G]，右侧的纵轴表示车辆10的加速度[G]。图13表示身体状况正常的驾驶员的情形，图14表示身体状况异常的驾驶员的情形。

如图13、图14所示，在直线道路上行驶的车辆10进入到弯道时，车辆10的左右方向上的加速度增大，与该加速度的增大相应地，驾驶员头部的左右方向上的加速度增大。身体状况正常的驾驶员在车辆10的左右方向上的加速度增大时，为了不因该加速度的增大而使头部摇晃，其会使颈部的肌肉发力来使颈部不发生摇晃。因此，在车辆的加速度CA的时间数据与驾驶员头部的加速度HD的时间数据的相互关联上，便会产生时间滞后。

对此，身体状况不佳的驾驶员在车辆10的左右方向上的加速度增大时，由于颈部的肌肉力量下降，因而其头部的加速度会跟随车辆的加速度的增大。其结果，相对于车辆的加速度CA的时间数据，几乎不发生头部的加速度HD的时间数据上的时间滞后。

返回到图10，学习值控制部362在从车辆10的点火开关开启起经过预先设定的时间为止的期间，将驾驶员的身体状况视为正常，在此期间得到的车辆10的加速度CA的时间数据与头部的加速度HD的时间数据的相互关联的时间滞后的平均值作为学习值而被存储于存储器310。

身体状况判定部322对车辆10的左右方向上的加速度CA的时间数据与驾驶员头部的左右方向上的加速度HD的时间数据的相互关联的时间滞后、和存储器310所存储的学习值进行比较，并根据所比较的结果来判定驾驶员的身体状况是否为异常。具体来说，若车辆的加速度CA的时间数据与驾驶员头部的加速度HD的时间数据的相互关联的时间滞后为学习值的K2倍以下，则身体状况判定部322判定驾驶员的身体状况为异常。常数K2为不足1的值，本实施方式中，其例如被设定为K2＝0.5。常数K2也可以是与常数K1相同的值，也可以是不同的值。身体状况判定部322在判定驾驶员的身体状况为异常后，将驾驶员的身体状况为异常这一情况通知警报控制部325。

身体状况判定部322仅在车辆10的左右方向上的运行的加速度为预先设定的加速度阈值ACth以上时，才判定驾驶员的身体状况是否异常。其理由在于当车辆10的左右方向上的运行的加速度较小时，在驾驶员正常时与驾驶员异常时之间，加速度CA的时间数据与头部的加速度HD的时间数据的相互关联的时间滞后上不会产生显著差异。在该实施方式中，其例如被设定为ACth＝0.1[G]。

该第二实施方式中由加速度控制部321执行的车辆的加速度取得步骤与图5所示的第一实施方式的步骤相同。

图15是概略地表示该第二实施方式的驾驶员身体状况检测装置中的头部加速度的取得步骤的一例的流程图。图15的流程每隔预先设定的时间(例如每当从摄像机101输出帧图像时，即在本实施方式中为每隔1/60sec)而被执行。

在步骤S3300中，头部检测部324取得摄像机101所拍摄的帧图像的数据。在步骤S3310中，头部检测部324从所取得的帧图像中检测驾驶员的头部，并运算驾驶员头部的例如中心的位置坐标。在步骤S3320中，头部检测部324针对每一帧图像，将预先设定的时间量的驾驶员头部的位置坐标的时间数据存储于存储器310。即，头部检测部324取得新的位置坐标的数据后，从存储器310中删除最旧的位置坐标的数据，将预先设定的时间量的位置坐标的数据存储于存储器310。

在步骤S3330中，加速度运算部323利用存储器310所存储的驾驶员头部的位置坐标的时间数据，运算驾驶员头部的左右方向上的动作的加速度。在步骤S3340中，加速度运算部323将预先设定的时间量的驾驶员头部动作的加速度的时间数据存储于存储器310。与步骤S3320同样地，加速度运算部323在取得新的加速度数据后，从存储器310中删除最旧的加速度数据，将预先设定的时间量的加速度数据存储于存储器310。之后，图15的处理结束。

图16是概略地表示该第二实施方式的驾驶员身体状况检测装置中的运算时间滞后的学习值的步骤的一个例子的流程图。图16的流程每隔预先设定的时间(例如100msec)而被执行。

在步骤S3400中，学习值控制部362判定从车辆10的点火开关开启起是否经过了预先设定的时间。

若从车辆10的点火开关开启起还未经过预先设定的时间(步骤S3400中为“否”)，则处理前进至S3410。另一方面，若从车辆10的点火开关开启起已经过了预先设定的时间(步骤S3400中为“是”)，则图16的处理结束。即，若步骤S3400中为“否”，则驾驶员的身体状况被视为正常，处理前进至步骤S3410，进行求出学习值的处理。另一方面，若步骤S3400中为“是”，则不进行求出学习值的处理而使图16的处理结束。

在步骤S3410中，相互关联运算部361根据存储器310所存储的头部加速度的时间数据和车辆的加速度的时间数据来计算相互关联，算出相关值的峰值的时间滞后。在步骤S3420中，学习值控制部362将所算出的时间滞后的平均值作为学习值存储于存储器310。之后，图16的处理结束。

图17是概略地表示该第二实施方式的驾驶员身体状况检测装置中对驾驶员的身体状况进行判定的步骤的一例的流程图。图17的流程每隔预先设定的时间(例如100msec)而被执行。

步骤S2700、S2710与图7的步骤S2700、S2710相同。在步骤S2700后续的步骤S3500中，相互关联运算部361根据头部加速度的时间数据和车辆的加速度的时间数据来计算相互关联，算出相关值的峰值的时间滞后。在步骤S3510中，身体状况判定部322从存储器310取得存储器310所存储的时间滞后的学习值。

在步骤S3520中，身体状况判定部322判定步骤S3500中所算出的时间滞后是否为步骤S3510中所取得的学习值的K2倍以下。若所算出的时间滞后大于学习值的K2倍(步骤S3520中为“否”)，则图17的处理结束。若所算出的时间滞后为学习值的K2倍以下(步骤S3520中为“是”)，则处理前进至步骤S2750。步骤S2750、S2760与图7的步骤S2750、S2760相同。

如上所述，在第二实施方式中，相互关联运算部361根据头部加速度的时间数据和车辆加速度的时间数据计算相互关联，算出相关值的峰值的时间滞后。若时间滞后为学习值的K2倍以下，则身体状况判定部322判定驾驶员的身体状况为异常。若驾驶员的身体状况不佳，则其颈部或上半身的肌肉力量会因若干程度的意识减弱而下降，上半身难以发力。因此，车辆10的左右方向上的加速度增大时，驾驶员的头部加速度会跟随。其结果，相对于车辆的加速度CA的时间数据，几乎不发生驾驶员的头部加速度HD的时间数据上的时间滞后。因此，根据该第二实施方式，能够在驾驶员身体状况的异常状态发展之前的早期阶段检测驾驶员身体状况的异常。

另外，在该第二实施方式中，与第一实施方式同样地，学习值控制部362在从车辆10的点火开关开启起至经过预先设定的时间为止的期间将驾驶员的身体状况视为正常，并且将此期间所获得的时间滞后的平均值作为学习值存储于存储器310。这样，每当车辆10的点火开关开启时都求出学习值，从而能够获得适合于该驾驶员的学习值。因此，根据该第二实施方式，能够与第一实施方式同样地准确地判定驾驶员身体状况的好坏。

此外，上述第二实施方式中，将相互关联的时间滞后与学习值进行比较，不过，本发明并不限定于此。例如也可以将相互关联的时间滞后与预先设定的判定阈值进行比较。

图18是简略地表示搭载有上述第二实施方式的驾驶员身体状况检测装置的车辆的与图10不同的构成的方块图。图18的CPU320不具备图10的CPU320所具备的学习值控制部362。若相互关联的时间滞后为存储器310所预先保存的判定阈值以下，则图18的身体状况判定部322判定驾驶员的身体状况为异常。判定阈值例如通过实验预先求出，并预先存储于存储器310。判定阈值例如可以为3秒左右。

图19是简略地表示在图18的构成中判定驾驶员的身体状况的步骤的一个例子的流程图。图19的流程每隔预先设定的时间(例如100msec)而被执行。

图19的步骤S2700、S2710分别与图7的步骤S2700、S2710相同。图19的步骤S3500与图17的步骤S3500相同。图19的步骤S2900、S2910分别与图9的步骤S2900、S2910相同。图19的步骤S2750、S2760分别与图7的步骤S2750、S2760相同。

这样，通过将相互关联的时间滞后与预先设定的判定阈值进行比较，也能够与上述第二实施方式同样地在驾驶员身体状况的异常状态发展之前的早期阶段检测驾驶员身体状况的异常。

上述具体实施方式中主要包含具有以下的技术方案的发明。

本发明的一个方面所涉及的驾驶员身体状况检测装置是检测驾驶车辆的驾驶员的身体状况的装置，其包括：车辆检测部，检测所述车辆在行驶中的运行变化；驾驶员检测部，检测所述驾驶员的动作变化；运算部，运算所述驾驶员的动作变化相对于所述车辆在行驶中的运行变化的跟随程度；身体状况判定部，根据所述跟随程度，执行判定所述驾驶员的身体状况是否异常的判定处理。

该装置中，运算部运算相对于车辆的行驶中的运行变化的驾驶员的动作变化的跟随程度。身体状况判定部根据跟随程度，执行判定驾驶员的身体状况是否异常的判定处理。在驾驶员的身体状况开始变得异常的阶段，由于驾驶员的颈部或上半身的肌肉力量下降，因此，相对于车辆的行驶中的运行变化的驾驶员的动作变化的跟随程度，与身体状况正常时有所不同。因此，根据该装置，能够在异常状态发展之前的早期阶段检测驾驶员身体状况的异常。

上述装置中较为理想的是，所述车辆检测部检测所述车辆在行驶中在左右方向上的运行变化，所述驾驶员检测部检测所述驾驶员在左右方向上的动作变化，所述运算部，运算所述驾驶员在左右方向上的动作变化相对于所述车辆在行驶中在左右方向上的运行变化的跟随程度。

该装置中，算出相对于车辆的行驶中的左右方向上的运行变化的驾驶员的左右方向上的动作变化的跟随程度。在驾驶员的身体状况开始变得异常的阶段，相对于车辆的左右方向上的运行变化的驾驶员的左右方向上的动作变化的跟随程度，与车辆的前后方向上的情形相比，与身体状况正常时大不相同。因此，根据该装置，能够在异常状态发展之前的早期阶段检测驾驶员身体状况的异常。

上述装置中较为理想的是，所述驾驶员检测部检测所述驾驶员的重心位置的变化作为所述驾驶员的动作变化，所述运算部运算所述驾驶员的重心位置的变化相对于所述车辆在行驶中的运行变化的跟随程度。

该装置中，驾驶员检测部检测驾驶员的重心位置的变化，以作为驾驶员的动作变化。运算部运算相对于车辆的行驶中的运行变化的驾驶员的重心位置的变化的跟随程度。在驾驶员的身体状况开始变得异常的阶段，由于驾驶员的颈部或上半身的肌肉力量下降，因此，相对于车辆的行驶中的运行变化的驾驶员的重心位置的变化的跟随程度，与身体状况正常时相比有所不同。因此，根据该装置，能够在异常状态发展之前的早期阶段检测驾驶员身体状况的异常。

上述装置中较为理想的是，所述驾驶员检测部检测所述驾驶员的头部的加速度作为所述驾驶员的动作变化，所述运算部运算所述驾驶员的头部的加速度相对于所述车辆在行驶中的运行变化的跟随程度。

该装置中，驾驶员检测部检测驾驶员的头部的加速度，以作为驾驶员的动作变化。运算部运算相对于车辆的行驶中的运行变化的驾驶员的头部的加速度的跟随程度。在驾驶员的身体状况开始变得异常的阶段，由于驾驶员的颈部或上半身的肌肉力量下降，因此，相对于车辆的行驶中的运行变化的驾驶员的头部的加速度的跟随程度，与身体状况正常时相比有所不同。因此，根据该装置，能够在异常状态发展之前的早期阶段检测驾驶员身体状况的异常。

上述装置中较为理想的是，所述运算部，运算所述驾驶员的动作变化相对于所述车辆在行驶中的运行变化的时间滞后作为所述跟随程度，在所述时间滞后为基准时间以下时，所述身体状况判定部判定所述驾驶员的身体状况为异常。

该装置中，运算部运算相对于车辆的行驶中的运行变化的驾驶员的动作变化的时间滞后，以作为跟随程度。在时间滞后为基准时间以下时，身体状况判定部判定驾驶员的身体状况为异常。在驾驶员的身体状况开始变得异常的阶段，驾驶员的颈部或上半身的肌肉力量下降时，相对于车辆的行驶中的运行变化的驾驶员的动作变化的时间滞后变小。因此，根据该装置，能够在异常状态发展之前的早期阶段检测驾驶员身体状况的异常。

上述装置中较为理想的是，所述运算部，运算所述车辆在行驶中的运行的时间变化与所述驾驶员的动作的时间变化的相互关联并算出所述时间滞后。

该装置中，运算部运算车辆的行驶中的运行的时间变化与驾驶员的动作的时间变化的相互关联，算出时间滞后。因此，根据该装置，能够精度良好地算出时间滞后。

上述装置中较为理想的是，所述身体状况判定部，仅在所述车辆在行驶中的运行变化的大小为预先设定的阈值以上时执行所述判定处理。

该装置中，身体状况判定部仅在车辆的行驶中的运行变化的大小为预先设定的阈值以上时，执行判定处理。在车辆的行驶中的运行变化的大小不足预先设定的阈值的情况下，有关相对于车辆的行驶中的运行变化的驾驶员的动作变化的跟随程度，在驾驶员的身体状况正常的情况与异常的情况之间有时不会显示出显著差异。因此，根据该装置，能够精度良好地判定驾驶员的身体状况是否异常。

上述装置中较为理想的是，所述车辆检测部包含加速度传感器，该加速度传感器检测所述车辆的加速度作为所述车辆在行驶中的运行变化。

该装置中，加速度传感器检测车辆的加速度，以作为车辆的行驶中的运行变化。身体状况判定部根据相对于车辆加速度的驾驶员的动作变化的跟随程度，执行判定处理。在驾驶员的身体状况开始变得异常的阶段，相对于车辆加速度的驾驶员的动作变化的跟随程度，与身体状况正常时有所不同。因此，根据该装置，能够在异常状态发展之前的早期阶段检测驾驶员身体状况的异常。

本发明的另一个方面所涉及的驾驶员身体状况检测方法是利用驾驶员身体状况检测装置来检测驾驶车辆的驾驶员的身体状况的方法，其包括以下步骤：车辆检测步骤，检测所述车辆在行驶中的运行变化；驾驶员检测步骤，检测所述驾驶员的动作变化；运算步骤，运算所述驾驶员的动作变化相对于所述车辆在行驶中的运行变化的跟随程度；身体状况判定步骤，根据所述跟随程度，执行判定所述驾驶员的身体状况是否异常的判定处理。

该方法中，在运算步骤中运算相对于车辆的行驶中的运行变化的驾驶员的动作变化的跟随程度。在身体状况判定步骤中，根据跟随程度，执行判定驾驶员的身体状况是否异常的判定处理。在驾驶员的身体状况开始变得异常的阶段，由于驾驶员的颈部或上半身的肌肉力量下降，因此，相对于车辆的行驶中的运行变化的驾驶员的动作变化的跟随程度，与身体状况正常时有所不同。因此，根据该方法，能够在异常状态发展之前的早期阶段检测驾驶员身体状况的异常。

Claims (2)

1.一种驾驶员身体状况检测装置，是检测驾驶车辆的驾驶员的身体状况的装置，其特征在于包括：

车辆检测部，检测所述车辆在行驶中的运行变化；

驾驶员检测部，检测所述驾驶员的动作变化；

运算部，运算所述驾驶员的动作变化相对于所述车辆在行驶中的运行变化的跟随程度；以及

身体状况判定部，根据所述跟随程度，执行判定所述驾驶员的身体状况是否异常的判定处理，

所述驾驶员检测部具有：

摄像机，拍摄所述车辆中的所述驾驶员；

头部检测部，从所述摄像机拍摄到的图像来检测所述驾驶员的头部；以及

加速度运算部，运算所述驾驶员的头部在所述车辆的左右方向上的动作的加速度作为所述驾驶员的动作变化，

所述运算部，运算所述驾驶员的动作变化相对于所述车辆在行驶中的运行变化的时间滞后作为所述跟随程度，

在所述时间滞后为基准时间以下时，所述身体状况判定部判定所述驾驶员的身体状况为异常。

2.根据权利要求1所述的驾驶员身体状况检测装置，其特征在于：

所述运算部，运算所述车辆在行驶中的运行的时间变化与所述驾驶员的动作的时间变化的相互关联并算出所述时间滞后。

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